วัน: เมษายน 1, 2023

 

Codeคำสั่งCNC

เรามาทำความรู้จักกับ code ต่างๆ ของโปรแกรมสำหรับ CNC Machine ก่อน โดยเฉพาะ code มาตรฐานที่จะมีในเครื่อง CNC Machine ทุกเครื่อง ซึ่งจะมีแตกต่างๆ กันออกไปบ้างตามชนิดของเครื่องจักร, ผู้ผลิตเครื่องจักร ซึ่งควรศึกษากับคู่มือของเครื่องจักรนั้นๆ ตอนปฏิบัติงานจริงอีกครั้ง. สำหรับในเครื่องจักร CNC จะแบ่ง code โปรแกรมออกเป็น 2 ชุด คือ G-code และ M-code

G00 การเดินเป็นแนวเส้นตรง เป็นการเคลื่อนที่แบบเร็ว ใช้ในกรณีต้องการให้เคลื่อนที่จากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งอย่ารวดเร็ว ในลักษณะที่ไม่มีการตัดชิ้นงาน, ความเร็วในการเคลื่อนที่สามารถควบคุมได้โดย Rapid

G01 เป็นการเคลื่อนที่แบบเส้นตรง ส่วนมากใช้ในการลักษณะการกินชิ้นงาน สามารถควบคุมความเร็วโดย Speed และ Feed

G02 การเคลื่อนที่เป็นแนวโค้งตามรัศมี มีทิศทางตามเข็มนาฬิกา

G03 การเคลื่อนที่ในแนวเส้นโค้งตามรัศมี มีทิศทางทวนเข็มนาฬิกา

G04 เป็นคำสั่งให้หยุดทำงานชั่วขณะในลักษณะของการหน่วง (Dwell)

G09 หยุดการทำงาน

G10 การ Setting Data ของการเดินด้วยความเร็ว

G11 การ Setting Data ของการเดินเป็นเส้นตรง

G12 การเดินเส้นโค้งแบบตามเข็มนาฬิกา

G13 การเดินเส้นโค้งแบบทวนเข็มนาฬิกา

G15 การยกเลิกคำสั่งเดินเส้นโค้ง

G16 การเดินโดยใช้คำสั่งการเดินโค้ง

G17 การเลือกพื้นผิวบนระนาบ X Y

G18 การเลือกพื้นผิวบนระนาบ ZX

G19 การเลือกพื้นผิวบนระนาบ ZY

G20 เป็นการกำหนดหน่วยวัดระบบนิ้ว (ค่าที่ป้อนเป็นนิ้ว)

G21 เป็นการกำหนดหน่วยวัดเป็นระบบเมตริก (ค่าที่ป้อนเป็นมิลลิเมตร)

G23 การยกเลิกหรือปิดตรวจสอบระยะเผื่อของชิ้นงาน

G25 ปิดการตรวจสอบวัดเพลาของหัวกัด

G26 เปิดการตรวจสอบวัดเพลาของหัวกัด

G27 การตรวจสอบการกลับสู่จุดที่ใช้อ้างอิง

G28 การกลับสู่จุดที่ใช้ในการอ้างอิงของเครื่อง

G29 การกลับจุดที่ใช้อ้างอิงของเครื่อง

G30 การกลับจุดอ้างอิงของเครื่องจากการกำหนดข้อมูลในเครื่อง

G31 การข้ามคำสั่งเกี่ยวกับจุดอ้างอิง

G33 การเดินกัดทำเกลียว

G40 การยกเลิกค่าชดเชยรัศมีของ Tool

G41 การกำหนดค่าชดเชยรัศมีของ Tool (offset) ไปทางด้านซ้าย

G42 การกำหนดค่าชดเชยรัศมีของ Tool (offset) ไปทางด้านขวา

G43 การกำหนดความยาวของมีดกัดที่มีค่าบวก

G44 การกำหนดความยาวของมีดกัดที่มีค่าลบ

G49 ยกเลิกค่าความยาวของมีดกัด

G50 ยกเลิกมาตราส่วน

G51 กำหนดมาตราส่วน

G54 กำหนดตำแหน่งงานในข้อมูลที่ 1

G55 กำหนดตำแหนงงานในข้อมูลที่ 2

G56 กำหนดตำแหนงงานในข้อมูลที่ 3

G57 กำหนดตำแหนงงานในข้อมูลที่ 4

G58 กำหนดตำแหนงงานในข้อมูลที่ 5

G59 กำหนดตำแหนงงานในข้อมูลที่ 6

G63 เลือกหมวดของการทำเกลียวแบบ Tap

G64 เลือกขนาดของกาตัดเฉือนด้วยด้วยการกัด

G65 การเรียก Marco โปรแกรมมาใช้งาน

G67 ยกเลิก Macro โปรแกรม

G68 การลอกแบบงานโดยหมุนรอบจุดอ้างอิง

G69 ยกเลิกการลอกแบบงาน

G73 การเจาะแบบหยุดให้คายเศษ

G74 การทำเกลียวด้วยการ Tap

G76 การคว้านรูปแบบละเอียด

G80 ยกเลิกการเจาะ การคว้านในแบบต่างๆ

G81 การเจาะแบบไม่ยก (Spot Drilling)

G82 การเจาะแบบไม่ยก (Counter Boring)

G83 การเจาะลึกแบบยกคายเศษ

G84 การทำเกลียวในแบบ Tapping

G85-89 การคว้านรูปแบบคว้านหยาบ

G90 มีดเคลื่อนบนจุดใดๆ วัดระยะจากจุดศูนย์งานทุกครั้ง (Absolute System)

G91 มีดเคลื่อนบนจุดใดๆ วัดระยะจากจุดเริ่มงานทุกครั้ง (Increment System)

G92 การเปลี่ยนจุดศูนย์ของงานที่ใช้อ้างอิง

G93 อัตราการป้อนตรงข้ามกับหน่วยของเวลา

G94 อัตราการป้อน หน่วยเป็น ระยะทาง/เวลา

G95 อัตราการป้อน หน่วยเป็น ระยะทาง/รอบ

G96 ความเร็วของเพลามีดกัด เมตร/นาที

G97 ความเร็วของเพลามีดกัด รอบ/นาที

G98 การเปลี่ยนตำแหน่งเท่ากับค่า G43

G99 การยกเปลี่ยนตำแหน่งเท่ากับค่า R

ชุดคำสั่ง M-code จะเป็นคำสั่งในการควบคุม Function ต่างๆ ของโปรแกรมและเครื่องจักร ดังนี้ 

M00 Program Stop หยุดการทำงานของโปรแกรม

M01 Option Stop หยุดการทำงานชั่วคราว (ต้องกดปุ่ม Option Stop ที่เครื่องด้วย)

M02 จบการทำงานของโปรแกรม

M30 จบการทำงานของโปรแกรม

M03 หมุนหัว Spindle ตามเข็มนาฬิกา

M04 หมุนหัว Spindle ทวนเข็มนาฬิกา

M05 หยุดการหมุนของหัว Spindle

M06 เปลี่ยน Tool

M07 Thru Spindle

M08 เปิดน้ำหล่อเย็น (Coolant On)

M09 ปิดน้ำหล่อเย็น (Coolant Off)

M11 Set tool carousel position to 1(ATC Tool Changer only)

M19 Cycle positioning (not for spindle orientation) หัวอยู่ในตำแหน่งเปลี่ยน tool

M20 Does nothing                     Standard.

M22 Chip conveyor toggle On/Off Option

M29 Rigid Tap  M29 Sxxxx in block prior to G84

M41 Low gear select

M42 High ear select

M48 100% Spindle speed override forced

M49 Release

M60 A Axis brake On

============================================

 

CNC Programming หรือ การสร้างโปรแกรมสำหรับควบคุมการทำงานเครื่องจักร CNC นั้น มี 3 วิธีหลักๆ คือ การป้อนโปรแกรมโดยตรงที่เครื่องจักร, การเขียนโปรแกรมที่คอมพิวเตอร์โดยใช้โปรแกรมประเภท Text Editor แล้วนำไปโหลดเข้าเครื่องจักร CNC และวิธีการใช้ CAD/CAM Software เข้าช่วย.

1.การป้อนโปรแกรมหน้าเครื่อง

ส่วนมากใช้ในกรณีที่ชิ้นงานมีรูปร่างไม่ซับซ้อน เป็นเส้นตรง ไม่ต้องคำนวณอะไรมาก และในกรณีที่แก้ไขโปรแกรมนิดหน่อย.

ข้อดี ของวิธีนี้คือ รวดเร็ว, ไม่ต้องใช้ Software ที่มีราคาค่อนข้างสูง

ข้อเสีย คือ ผู้เขียนต้องมีความชาญและเข้าใจ code ของโปรแกรมเป็นอย่างดี, เสี่ยงต่อการป้อนข้อมูลผิด

ดังนั้นวิธีนี้ควรใช้ด้วยความระมัดระวัง ควรมีการตรวจสอบโปรแกรมให้ละเอียด ก่อนเริ่มทำงานจริง

2.การใช้โปรแกรมประเภท text editor

เช่น notepad, Microsoft word ในการเขียนโปรแกรม  สำหรับวิธีนี้ก็คล้ายกับแบบแรก เพียงแต่

เปลี่ยนวิธีจากการป้อนหน้าเครื่องมาเป็นการสร้างในคอมพิวเตอร์ก่อน แล้วค่อยนำไปโหลดเข้าเครื่อง

 

ข้อดี เหมือนกับการป้อนหน้าเครื่องแต่อาจจะต้องเพิ่มขั้นตอนการโหลดโปรแกรมเข้าเครื่องขึ้นมา, การป้อนที่หน้าคอมพิวเตอร์ความผิดพลาดอาจจะน้อยกว่า เพราะการป้อนข้อมูล การ copy อะไรต่างๆ อาจทำได้ง่ายกว่า

ข้อเสีย เหมือนกับการป้อนหน้าเครื่อง

วิธีนี้อาจใช้ในกรณีที่เราไม่มี Software ประเภท CAM, อาจจะเริ่มต้นที่การเขียนโปรแกรมใน text editor ก่อน จากประสบการณ์ของหลายๆ คนน่าจะเร็วกว่าและผิดพลาดน้อยกว่า หลังจากที่นำไปโหลดเข้าเครื่องถ้ามีอะไรผิดพลาด หรือต้องแก้ไขอะไรเล็กๆ น้อยๆ ค่อยทำที่หน้าเครื่อง

3.การใช้โปรแกรมประเภท CAM Software

วิธีนี้ใช้หลักการของการสร้างไฟล์ CAD data ขึ้นมาก่อนหลังจากนั้นจะใช้ Software ประเภท CAM (Computer Aided Manufacturing) เช่น Smart CAM, Edge Cam, UG เป็นต้น แปลงข้อมูลจาก CAD data เป็นข้อโปรแกรม CNC หลังจากนั้นก็โหลดโปแกรมเข้าเครื่องจักร

ข้อดี ของวิธีนี้คือ ชิ้นงานที่มีรูปร่างซับซ้อนสามารถทำได้รวดเร็วกว่าวิธีที่ 1 และ 2 มาก รวมทั้งความผิดพลาดก็แทบจะไม่มี (ถ้า CAD data ถูกต้อง), สามารถจำลองการรันงานจริงของโปรแกรมได้โหมด Simulation ซึ่งหากมีความผิดพลาด สามารถทำการแก้ไขได้ก่อน

ข้อเสีย คือ Software ประเภท CAD และ CAM มีราคาค่อนข้างสูง, ผู้ศึกษาควรต้องมีพื้นฐานของ G-Code, M-Code มาบ้าง เพราะถึงแม้ CAM จะเป็นโปรแกรมสำเร็จรูป ในบางขั้นตอนต้องป้อนค่าแบบ manual ด้วยเหมือนกัน เช่น ขั้นตอนการตั้งค่า tool เป็นต้น

การเลือกใช้วิธีที่ 3 นี้ ควรเลือกใช้ Software ให้เหมาะสมกับการใช้งาน เลือก Feature เท่าที่จำเป็นเท่านั้น เพราะมีผู้จำหน่าย Software หลายาย พยามโฆษณา Feature ต่างๆ มากมายแต่การใช้งานจริงไม่กี่เปอร์เซ็นต์ ทำให้ราคาเพิ่มขึ้นมาหลายเท่าตัวกับความต้องการใช้งานจริง ไม่คุ้มค่ากับการใช้งาน สำหรับ Software บางตัวมี Trial Version หรือเวอร์ชันทดลองใช้งานก่อนโดยทั่วไปก็ประมาณ 30 วัน อาจโหลดมาทดลองใช้ดูก่อน ถ้าใช้แล้วโอเค ค่อยซื้อเวอร์ชันเต็มมาใช้งานอีกครั้ง .

ก่อนที่เราจะเขียนโปรแกรม CNC เราจำเป็นต้องทำความเข้าใจกับระบบแกนและระบบอ้างอิงของเครื่องจักร cnc ก่อน

 

ระบบแกนหรือระบบโคออร์ดิเนต (coordinate) ของเครื่อง cnc เป็นระบบการอ้างอิงตำแหน่งในการเคลื่อนที่ของแกนต่างๆ เพื่อให้เคลื่อนที่ไปตามตำแหน่งที่เรากำหนดไว้ในโปรแกรม

 

ระบบแกนของเครื่อง CNC (Axis System)

ระบบแกนของเครื่อง CNC โดยทั่วไปประกอบด้วยระบบ 2 แกน และ ระบบ 3 แกน ซึ่งจะขออธิบายในที่นี้ ส่วนระบบอื่นๆ เช่น ระบบ 5 แกนเป็นจะยังไม่ขอกล่าวถึงเพราะเป็นเทคโนโลยีอีกระดับหนึ่งและเฉพาะเครื่องอาจจะทำให้เกิดความสับสนแก่ผู้ที่พึ่งเริ่มศึกษาก็เป็นได้

ระบบ 2 แกน 

ประกอบด้วยแกน X และแกน Y รูป, ระบบ 2 แกนจะพบในเครื่องกลึง CNC ทั่วไป ตามรูปแกน X จะอยู่ในแนวนอน ถ้าบริเวณจุดตัดของแกน X-Y คือ พิกัด X0,Y0 การเคลื่อนที่ในแนวแกน X ไปทางซ้าย X จะมีค่าเป็นลบ ในทางกลับกันถ้า X เคลื่อนที่ไปทางขวา X จะมีค่าเป็นบวก

 

แกน Y จะอยู่ในแนวตั้ง ถ้า Y เคลื่อนที่ไปด้านบน Y จะมีค่าเป็นบวก และ Y เคลื่อนที่ลงด้านล่าง Y จะมีค่าเป็นลบ

ระบบ 3 แกน

ระบบ 3 แกนจะพบในเครื่องกัด (CNC Milling)  และเครื่อง Machining Center จะมีแกนที่เพิ่มเข้ามาอีกหนึ่งแกน คือ แกน Z เป็นแกนที่มีการเคลื่อนที่ในแนวดิ่งหรือแนวลึก ถ้าเคลื่อนที่ขึ้นด้านบน Z จะมีค่าเป็นบวกและถ้าเคลื่อนที่ลงด้านล่าง Z จะมีค่าเป็นลบ

ระบบอ้างอิง (Coordinate System)

เป็นการกำหนดวิธีการอ้างอิงตำแหน่งในการเคลื่อนที่ของเครื่องจักร ซึ่งมีผลอย่างมากในการเขียนโปรแกรม CNC เพราะว่าถ้าเรากำหนดให้เครื่องอ้างอิงระบบหนึ่งแต่เราไปเขียนโปรแกรมอีกระบบหนึ่ง การเคลื่อนที่ของตำแหน่งก็จะเกิดความผิดพลาด, ระบบ Coordinate แบ่งได้ออกเป็น 2 ระบบ คือ

 

1.ระบบแบบสัมบูรณ์ (Absolute System) 

 

การเคลื่อนที่แบบสัมบูรณ์ จากรูปด้านล่าง ตำแหนงต่างๆ คือ P1, P2, …P6. นั้นมีการอ้างอิงจากจุดเริ่มต้น (Origin) เดียวกันเสมอ

 

แกนของเครื่อง CNC ในระะบ 2 แกน X-Z

แกนของเครื่อง CNC ในระบบ 3 แกน X-Y-Z

เราสามารถหาพิกัดของโปรแกรมได้ดังนี้

 

กำหนดให้ ที่จุด Origin X=0, Y=0

 

P1 = X0 Y10.0

P2 = X-15.0 Y10.0

P3 = X-15.0 Y15.0

P4 = X-40.0 Y15.0

P5 = X-40.0 Y22.5

P6 = X-45.0 Y-22.5

ข้อสังเกต 

ตามตัวอย่างเป็นระบบ 2 แกน ชิ้นงานงานเป็นงานซึ่งเป็นการเขียนโปรแกรมงานกลึง จะเห็นว่าค่าในแกน Y จะเท่ากับครึ่งหนึ่งของเส้นผ่านศูนย์กลางเท่านั้น เนื่องจากตำแหน่งของจุด Origin จะอยู่ตรงแกนกลางของชิ้นงาน

2.ระบบแบบต่อเนื่อง (Increment System)

ระบบการเคลื่อนที่แบบต่อเนื่อง ในการเขียนโปรแกรมนั้นจะอ้างอิงจากจุดสุดท้ายไปเรื่อยจนจบ

เราสามารถหาพิกัดของโปรแกรมได้ดังนี้

กำหนดให้ ที่จุด Origin X=0, Y=0

P1 = X0 Y10.0

P2 = X-15.0 Y0

P3 = X0 Y5.0

P4 = X-25 Y0

P5 = X0 Y7.5

P6 = X-45 Y0